Un reciente estudio publicado en Nature Plants por un equipo internacional liderado por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP, CSIC-UPV), junto con universidades de Europa y Japón, ha identificado un mecanismo molecular esencial para que las plantas se adapten a situaciones de estrés ambiental conflictivo, como la falta de agua y las altas temperaturas.
Los estomas, poros presentes en la superficie de las hojas, regulan el intercambio gaseoso con el ambiente y actúan como “válvulas” que permiten a las plantas equilibrar la transpiración y la conservación de agua. Este trabajo describe por primera vez cómo las plantas coordinan la apertura y cierre de estomas en respuesta a señales contradictorias generadas por condiciones ambientales extremas.
El eje molecular de la adaptación: TOT3 y OST1
El estudio destaca el papel de dos proteínas clave en este proceso: TOT3 y OST1. La proteína TOT3 activa la bomba de protones AHA, el principal motor para la apertura de estomas, lo que facilita la refrigeración de la hoja en condiciones de altas temperaturas. Por otro lado, OST1 cierra los estomas para prevenir la pérdida de agua en situaciones de sequía.
Cuando estos estreses ambientales ocurren simultáneamente, OST1 inactiva a TOT3, priorizando la conservación del agua por sobre la regulación térmica. Esta interacción permite que las plantas tomen decisiones moleculares basadas en las condiciones predominantes.
Implicaciones en la agricultura y el cambio climático
Este descubrimiento tiene importantes implicancias para la agricultura. “La descripción de este eje de señalización molecular proporciona nuevas oportunidades para desarrollar cultivos más resilientes a condiciones adversas generadas por el cambio climático”, señala Pedro Rodríguez, profesor del CSIC en el IBMCP y coautor del estudio.
La colaboración incluyó al VIB de la Universidad de Gante (Bélgica), y universidades de Utrecht, Wageningen, Aix-Marsella y Nagoya, consolidando un enfoque multidisciplinario para abordar los desafíos del cambio climático y la seguridad alimentaria.
Esta investigación abre nuevas puertas para entender y mejorar la capacidad de adaptación de las plantas a un mundo en constante transformación ambiental.
https://www.nature.com/articles/s41477-024-01859-w
